專利名稱：石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米碳材料合成與應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種石墨烯/碳納米管復(fù)合薄
膜的原位制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管[參考文獻(xiàn)1 :S. Iijima. Helical microtubules ofgraphitic carbon. Nature, 1991,354(6348) :56-58.]和石墨烯[參考文獻(xiàn)2 :K. S. Novoselov， A. K. Geim， S. V. Morozov， D. Jiang， Y. Zhang， S. V. Dubonos， I. V. Grigorieva， A. A. Firsov. Electric field effectin atomically thin carbon films. Science,2004，306 (5696) :666_669.] 是兩種典型的碳納米材料。石墨烯(Gr即hene)即為"單層石墨片"，是構(gòu)成石墨的基本結(jié)構(gòu) 單元；而碳納米管是由石墨烯巻曲而成的圓筒結(jié)構(gòu)。二者都可做為薄膜材料。然而，碳納米 管和石墨烯單獨(dú)作為薄膜材料都存在缺點(diǎn)。碳納米管薄膜呈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，管束間存在較大的 空隙。這些空隙雖有利于透光，但卻削弱了薄膜的導(dǎo)電性。而石墨烯雖具有高導(dǎo)電性，但在 制備過(guò)程中層數(shù)難予精確控制，層片的尺寸和形狀不一，在成膜過(guò)程中易發(fā)生堆疊或脫離 層片堆疊會(huì)降低薄膜的透光性；而層片彼此脫離則會(huì)增加面電阻。碳納米管和石墨烯在結(jié) 構(gòu)和性能上具有互補(bǔ)性。未來(lái)的一個(gè)研究發(fā)展趨勢(shì)就是將碳納米管和石墨烯的研究有機(jī)結(jié) 合起來(lái)，充分利用二者的互補(bǔ)性，預(yù)期會(huì)獲得一種具有新功能的碳基復(fù)合結(jié)構(gòu)。
目前關(guān)于碳納米管/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究尚存在以下不足l)僅能直接合 成立式復(fù)合結(jié)構(gòu)，無(wú)法原位生長(zhǎng)水平復(fù)合結(jié)構(gòu)[參考文獻(xiàn)3 :D. Kondo， S. Sato， Y. Awano. Self—organization of novel carboncomposite structure :Gr即hene multi—layers combinedperpendicularly with aligned carbon nanotubes. Appl. Phys. Express.2008， 1(7) :074003.] ;2)多采用液相法，將二者簡(jiǎn)單混合，并輔助以還原后處理，并不能充分 有效地發(fā)揮二者的特性[參考文獻(xiàn)4:D.Y.Cai， M.Song， C. X. Xu. Highly conductive carbon-nanotube/gr即hite-oxidehybrid films. Adv. Mater. ， 2008， 20 (9) :1706-1709.參 考文獻(xiàn)5 :H. Q. Zhu， Y. M. Zhang， L. Yue， W. S. Li， G. L. Li， D. Shu， H. Y. Chen. Gr即hite-carbon nanotube composite electrodes for allvanadium redox flow battery.J.Power Sources 2008， 184(2) :637-640.參考文獻(xiàn)6 :V. C. Tung， L. M. Chen， M. J. Alien, J. K. Wassei， K. Nelson, R. B. Kaner， Y. Yang.Low—temperature solution processingof gr鄰hene-c3rbon nanotube hybrid materials for high—perfornmncetrMisparent conductors. Nano Lett. 2009，9 (5) :1949-1955.]。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯/碳納米管復(fù) 合薄膜的原位制備方法，實(shí)現(xiàn)石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的批量、直接、簡(jiǎn)單制備。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，包括以下步驟
1、稱取質(zhì)量比為58 116 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度 為99. 5%，厚度為0. lmm，面積為1Xlcm2 10X10cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置， 密封反應(yīng)器； 2、向反應(yīng)器通入流量為100 200/200 400mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí) 將反應(yīng)器中心升溫至1100 1150。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100 400/800 2000mL/ min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至80 ll(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào) 節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)5 15分鐘后停止加熱二茂鐵和硫；
4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至100 200mL/min，將鎳片從 反應(yīng)器中心位置拉出，以5 20°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/ 碳納米管復(fù)合薄膜。 所述的反應(yīng)器為化學(xué)氣象實(shí)驗(yàn)中常用的石英管或陶瓷管反應(yīng)器。
本發(fā)明制得的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜由石墨烯層片與碳納米管互相搭結(jié)而 構(gòu)成的二維均質(zhì)連續(xù)結(jié)構(gòu)，該復(fù)合薄膜由反應(yīng)器尺寸決定，面積可達(dá)10 100cm2 ;復(fù)合薄 膜的厚度在30nm 500iim范圍內(nèi)；該復(fù)合薄膜具有高導(dǎo)電性，相比于背景技術(shù)中的石墨烯 與碳納米管的立式復(fù)合結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中的復(fù)合薄膜在微觀上是由石墨烯和碳納米管相互搭 接而構(gòu)成的水平復(fù)合結(jié)構(gòu)。相比于背景技術(shù)中的經(jīng)后處理混合而成的復(fù)合薄膜，本發(fā)明原 位、一步到位地合成了石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜，便于直接應(yīng)用和批量制備。該石墨烯/ 碳納米管復(fù)合薄膜具有大面積、厚度可控、高導(dǎo)電性、連續(xù)無(wú)間斷的特點(diǎn)。


圖1是在反應(yīng)溫度為115(TC，氫氣和氬氣流量為200/1000mL/min，反應(yīng)原料揮發(fā) 溫度為IO(TC時(shí)，反應(yīng)10min制備得到的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)表征；其中，圖 l(a)是石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的宏觀照片；圖l(b)是石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的 掃描電子顯微鏡照片。 圖2是在反應(yīng)溫度為115(TC，氫氣和氬氣流量為200/1000mL/min，反應(yīng)原料揮發(fā) 溫度為10(TC時(shí)，反應(yīng)10min制備得到的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的拉曼光譜(激光波長(zhǎng) 633nm)。 圖3是在反應(yīng)溫度為IIO(TC，氫氣和氬氣流量為100/800mL/min，反應(yīng)原料揮發(fā)溫 度為90°C時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為5min、 10min和15min制備得到的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的厚 度和面電阻。 圖4是在反應(yīng)溫度為1125t:，氫氣和氬氣流量為400/2000mL/min，反應(yīng)原料揮發(fā) 溫度為1 l(TC時(shí)，反應(yīng)8min制備得到的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的掃描電子顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例一 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為58 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為99. 5%，厚度為0. lmm，面積為4X4cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為100/200mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至1150。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至200/1000mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至IO(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后
的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)10分鐘后停止加熱二茂鐵和硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至100mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以20°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)
合薄膜。 圖1 (a)為本實(shí)施例石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的宏觀照片。圖1 (b)為本實(shí)施例
石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的掃描電子顯微鏡照片，石墨烯與碳納米管相互搭接構(gòu)成連續(xù)
的復(fù)合結(jié)構(gòu)。圖2為本實(shí)施例石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的拉曼光譜(激光波長(zhǎng)633nm)，
兩個(gè)特征區(qū)域經(jīng)放大后顯示石墨烯和碳納米管的特征峰(其中CNT表示碳納米管；G表示
石墨烯)，證明樣品中同時(shí)含有碳納米管和石墨烯。 實(shí)施例二 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至1100。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至9(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的
氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)5min后停止加熱二茂鐵/硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)
合薄膜。 實(shí)施例三 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至1100。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至9(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的
氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)10min后停止加熱二茂鐵/硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)
合薄膜。 實(shí)施例四 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至110(TC，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至9(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的
氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)15min后停止加熱二茂鐵/硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)
合薄膜。 實(shí)施例二、三、四只將第三步驟中的反應(yīng)時(shí)間變化了，從圖3可以看出，得到的石
墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的厚度和面電阻分別隨著反應(yīng)時(shí)間的加長(zhǎng)而增加和降低。圖3為
實(shí)施例二、三、四反應(yīng)時(shí)間為5min、10min和15min制備得到的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜
的厚度和面電阻。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，復(fù)合薄膜的厚度增加，面電阻降低。 實(shí)施例五 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為98 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為8X8cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為200/400mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至1120。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至300/1500mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至8(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的
氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)12分鐘后停止加熱二茂鐵和硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至200mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以l(TC /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)
合薄膜。 本實(shí)施例可得到類(lèi)似于圖1 (a)和(b)所示的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。 實(shí)施例六 本實(shí)施例包括以下步驟 1、稱取質(zhì)量比為116 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；
2、向反應(yīng)器通入流量為120/240mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中 心升溫至1125。C，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至400/2000mL/min ; 3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至ll(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后
的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)8分鐘后停止加熱二茂鐵和硫； 4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至120mL/min，將鎳片從反應(yīng)器
中心位置拉出，以5°C/s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。 圖4為本實(shí)施例石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的掃描電子顯微鏡照片。
權(quán)利要求
石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于，包括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為58～116∶1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為99.5％，厚度為0.1mm，面積為1×1cm2～10×10cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；2、向反應(yīng)器通入流量為100～200/200～400mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫至1100～1150℃，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100～400/800～2000mL/min；3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至80～110℃使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)5～15分鐘后停止加熱二茂鐵和硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至100～200mL/min，將鎳片從反應(yīng)器中心位置拉出，以5～20℃/s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于， 包括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為58 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度 為99. 5%，厚度為0. lmm，面積為4X4cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器； 2、向反應(yīng)器通入流量為100/200mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫 至115(TC，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至200/1000mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至 IO(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)10 分鐘后停止加熱二茂鐵和硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至100mL/ min，將鎳片從反應(yīng)器中心位置拉出，以20°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到 石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于，包 括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器； 2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫至 IIO(TC ，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至90°C 使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)5min后 停止加熱二茂鐵/硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳 片從反應(yīng)器中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯 /碳納米管復(fù)合薄膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于，包 括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2 cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器； 2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫至 IIO(TC ，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至90°C 使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)10min后 停止加熱二茂鐵/硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳 片從反應(yīng)器中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/ 碳納米管復(fù)合薄膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于，包 括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為78 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度為 99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2 cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；'2、向反應(yīng)器通入流量為150/300mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫至 IIO(TC ，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至100/800mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至90°C 使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)15min后 停止加熱二茂鐵/硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至150mL/min，將鎳 片從反應(yīng)器中心位置拉出，以15°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/ 碳納米管復(fù)合薄膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于， 包括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為98 : 1的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度 為99. 5%，厚度為0. lmm，面積為8X8cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器； 2、向反應(yīng)器通入流量為200/400mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫 至112(TC，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至300/1500mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫至 8(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng)12 分鐘后停止加熱二茂鐵和硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至200mL/ min，將鎳片從反應(yīng)器中心位置拉出，以l(TC /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到 石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，其特征在于， 包括以下步驟1、稱取質(zhì)量比為116 : l的二茂鐵和硫，均勻混合，置于反應(yīng)器前端，將純度 為99. 5%，厚度為0. lmm，面積為2X2cm2 cm2的多晶鎳片，置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng) 器；2、向反應(yīng)器通入流量為120/240mL/min的氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升 溫至1125t:，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量至400/2000mL/min ;3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫 至ll(TC使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中，反應(yīng) 8分鐘后停止加熱二茂鐵和硫；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量至120mL/ min，將鎳片從反應(yīng)器中心位置拉出，以5°C /s的冷卻速度冷卻至室溫，在鎳片上即可得到 石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜。
全文摘要
石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的原位制備方法，包括以下步驟1、稱取二茂鐵和硫，均勻混合置于反應(yīng)器前端，將多晶鎳片置于反應(yīng)器中心位置，密封反應(yīng)器；2、向反應(yīng)器通入氫氣/氬氣混合氣體，同時(shí)將反應(yīng)器中心升溫至，調(diào)節(jié)氫氣/氬氣的流量；3、加熱反應(yīng)器前端的二茂鐵和硫使其揮發(fā)，揮發(fā)氣體由步驟二中調(diào)節(jié)后的氫氣/氬氣混合氣體載入反應(yīng)器中反應(yīng)；4、反應(yīng)器中心停止加熱，關(guān)閉氫氣，調(diào)節(jié)氬氣流量，將鎳片從反應(yīng)器中心位置拉出并冷卻至室溫，在鎳片上即可得到石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了石墨烯/碳納米管復(fù)合薄膜的批量生產(chǎn)，具有大面積、厚度可控、高導(dǎo)電性、連續(xù)無(wú)間斷的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B31/00GK101696491SQ20091021848
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者吳德海, 朱宏偉, 李昕明, 李春艷, 李虓, 王昆林, 韋進(jìn)全 申請(qǐng)人:清華大學(xué);